高含硫天然气净化装置用能优化

魏荆辉 张恒伟 叶正勇 李军强 王丽萍 肖 真 龚茂娣

中原油田普光分公司

高含硫天然气净化装置用能优化

魏荆辉 张恒伟 叶正勇 李军强 王丽萍 肖 真 龚茂娣

中原油田普光分公司

针对含硫天然气净化装置用能瓶颈提出以下优化方案：原料气负荷的优化、MDEA溶液循环量的优化、胺液再生重沸器低压蒸汽用量优化、尾气焚烧系统能耗优化和空冷器变频改造。节能措施不仅可采用先进的节能设备或工艺，还可以运用更深层次的技术对过程能量进行系统优化，从整体考虑提高企业的总体用能水平。

天然气净化；高含硫；用能分析；优化

1 能耗分析

中原油田普光天然气净化厂耗能工质主要包括天然气、电、新鲜水；循环水、除盐水、除氧水、中压蒸汽、低压蒸汽；克劳斯炉、加氢炉、尾气焚烧炉、锅炉；电驱及透平驱动泵，其中包括蒸汽透平、液力透平、压缩机鼓风机。

由普光天然气净化厂的工艺和用能特点可知，目前的节能措施不仅可采用先进的节能设备或工艺，还可以运用更深层次的技术对过程能量进行系统优化，从整体考虑提高企业的总体用能水平。

2 用能优化

净化装置的用能瓶颈包括：①产品天然气质量过剩；②气液比过大，胺液循环量过剩；③MDEA溶液再生系统有效蒸汽量低；④尾气焚烧系统能耗过高；⑤蒸汽管网损失严重。针对含硫天然气净化装置用能瓶颈提出以下优化方案：

（1）原料气负荷的优化。原料气处理气量接近125 km3/h时能耗值较低，在128 km3/h时装置的单位综合能耗最低。初步估算，在原料气处理气量达到125 km3/h时，净化装置单位综合能耗可降低约960×10-4MJ/m3。

（2）MDEA溶液循环量的优化。在满足产品气和尾气气质的情况下，降低MDEA溶液循环量可使能耗有所降低。通过调整MDEA溶液循环量可降低机泵电耗5%，降低胺液再生蒸汽用量5%。

（3）胺液再生重沸器低压蒸汽用量优化。在脱硫单元净化气气质满足要求，且贫胺液化验质量达标的前提下，通过优化低胺液再生重沸器低压蒸汽用量，可降低胺液再生低压蒸汽用量6%。

（4）尾气焚烧系统能耗优化。若尾气焚烧炉的炉膛温度由650℃（设计值）降低至638℃时，则可节约燃料气160m3/h。

（5）蒸汽管网节能潜力较大。目前净化厂的蒸汽管网存在很严重的管网损失，中压蒸汽平均损失率为10.64%，低压蒸汽平均损失率为34.04%。针对蒸汽的管网损失，采取的措施主要包括：①减少蒸汽放空；②改进中压疏水阀的结构，提升感温元件材质及密封等级，以提高疏水阀性能；③加强对蒸汽系统、保温系统的巡检和保养，以降低蒸汽的损失。

（6）空冷器变频改造，节约电量消耗。实现空冷器电机的连续无级调速，达到软启效果。通过减少无功损耗，提高设备的有功功率，减少风机的电耗。由于使用变频器，风机电机的运行频率为20～47 Hz，转速低、转矩小，提高了设备的安全系数，有利于机组的长期安全运行。

3 结语

（1）联合装置用能系统存在优化节能潜力：净化装置产品天然气质量过剩；联合装置脱硫单元闪蒸气量偏大；联合装置外供中压蒸汽量偏低；装置运行负荷率较低。

（2）联合装置的用能特点：工艺总用能中由转换环节而来的能量并不大，回收循环能和反应供入能较大；能量转换环节大部分能量供入能量利用环节，转换输出能较小。

（3）净化厂蒸汽格局：以装置产中压汽外供、公用工程输出低压蒸汽为主，净化装置的硫磺单元是全厂中压蒸汽的生产大户。

（栏目主持樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.069